专题09 原电池(期中真题汇编,北京专用)高二化学上学期
2026-09-29
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内容正文:
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考点01原电池原理及其应用
考点02新型电池
考点O3燃料电池
》
考点01原电池原理及其应用
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】C
4【答案】C
5.【答案】A
6.【答案】c
7.【答案】D
8.【答案】C
9.【答案】B
10.【答案】B
11.【答案】C
12.【答案】C
》
考点02新型电池
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】D
4【答案】D
5.【答案】c
6.【答案】C
7.【答案】C
8.【答案】A
D
考点03燃料电池
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】C
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专题09原电池
3大高频考点
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4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】D
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专题09 原电池
3大高频考点
考点01 原电池原理及其应用
考点02 新型电池
考点03 燃料电池
考点01 原电池原理及其应用
1.(2025-2026高二上·北京市第十五中学·期中)锌铜原电池装置如图,下列说法不正确的是
A. 锌电极上发生氧化反应
B. 盐桥中的移向溶液
C. 电子从锌片经电流计流向铜片
D. 铜电极上发生反应:
【答案】B
【解析】由图可知,该装置为原电池,Zn比Cu活泼,Zn作负极,电极反应式为Zn−2e−=Zn2+,Cu作正极,电极反应式为Cu2++2e−=Cu,据此作答。
【解析】
A.Zn作负极,失电子,发生氧化反应,故A正确;
B.原电池工作时,阳离子向正极移动,因而K+移向硫酸铜溶液,故B错误;
C.原电池工作时,电子从负极(Zn)经电流计流向正极(Cu),故C正确;
D.Cu作正极,电极反应式为Cu2++2e−=Cu,故D正确;
故选B。
2.(2025-2026高二上·北京市海淀实验中学·期中)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示。电池的总反应为:。该电池工作时,下列说法不正确的是
A. 电子由VB2电极经外电路流向复合碳电极
B. 正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C. VB2电极发生反应:
D. 若有0.224L(标准状况)O2参与反应,有0.04molOH﹣通过阴离子交换膜移到负极
【答案】B
【解析】根据题目信息可知,VB2电极上失电子发生氧化反应生成、:,所以VB2电极为负极,则复合碳电极为正极,电解质溶液显碱性,空气中的氧气得电子发生还原反应生成氢氧根:;
【解析】
A.原电池中,电子由负极流向正极,故电子由VB2电极经负载流向复合碳电极,A正确;
B.反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高,负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH降低,B错误;
C.VB2电极上失电子发生氧化反应生成、:,C正确;
D.若有0.224L(标准状况,为0.01mol)O2参与反应,则转移电子0.04mol,会有0.04molOH﹣通过阴离子交换膜移到负极,D正确;
故选B。
3.(2025-2026高二上·北京三十五中·期中)锌铜原电池装置如图,下列说法不正确的是
A. 锌电极上发生氧化反应 B. 电子从锌片经电流计流向铜片
C. 盐桥中Cl-向正极移动 D. 铜电极上发生反应:Cu2++2e- =Cu
【答案】C
【解析】A.由于Zn的活动性比Cu强,所以Zn为原电池的负极,失去电子发生氧化反应,A正确;
B.电子从负极锌片经由电路导线经电流计流向正极铜片,B正确;
C.在盐桥中阴离子Cl-会向正电荷较多的负极区移动,C错误;
D.Cu为正极,正极上溶液中的Cu2+得到电子发生还原反应,电极反应式为:Cu2++2e- =Cu,D正确;
故合理选项是C。
4.(2025-2026高二上·北京房山·期中)铜锌原电池的装置如下图,下列说法正确的是
A. Cu是负极材料
B. 正极发生氧化反应
C. Zn电极上发生反应
D. 盐桥的作用是传导电子
【答案】C
【解析】负极:较活泼的金属,发生氧化反应(失电子),反应式为:;正极:较不活泼的金属(或导电非金属),发生还原反应(得电子),反应式为:;盐桥:传导离子,维持两池电荷平衡,不传导电子(电子通过导线传递)。
【解析】
A.Zn比Cu活泼,故Zn是负极,Cu是正极,A错误;
B.正极发生还原反应,负极发生氧化反应,B错误;
C.Zn作为负极,失电子生成Zn2+,反应式为:,C正确;
D.盐桥的作用是传导离子(维持电荷平衡),电子通过导线传递,D错误;
故答案选C。
5.(2025-2026高二上·北京市第一零一中学·期中)下列我国科技创新的产品设备在工作时,由化学能转变成电能的是
A.世界首部可折叠柔屏手机通话
B.嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板
C.和谐号动车以350km/h飞驰
D.长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】A.可折叠柔屏手机通话时,内置化学电源将化学能转化为电能为设备供电,A正确;
B.嫦娥四号月球探测器的太阳能电池板工作时,将太阳能转化为电能,B错误;
C.和谐号动车以飞驰时,将电能转化为机械能,C错误;
D.长征三号乙运载火箭使用偏二甲肼为燃料时,将化学能转化为热能、机械能,D错误;
故答案为A。
6.(2025-2026高二上·北京市第一零一中学·期中)如图为锌铜原电池装置图,下列说法不正确的是
A. 该装置能将化学能转化为电能
B. 该装置的总反应为:
C. 一段时间后,A池带正电荷,B池带负电荷
D. 原电池工作过程中,盐桥中的进入B池
【答案】C
【解析】A.原电池的功能是将化学能转化为电能,该装置为铜锌原电池,可实现该能量转化,A正确,不符合题意;
B.该原电池负极失电子生成,正极得电子生成,总反应为,B正确,不符合题意;
C.盐桥可通过离子的定向移动维持两池的电中性,因此A、B池均始终保持电中性,不会带有电荷,C错误,符合题意;
D.原电池工作时B池中不断被还原,正电荷浓度降低,盐桥中的阳离子会移向B池平衡电荷,D正确,不符合题意;
故答案选C。
7.(2025-2026高二上·北京市第一零一中学·期中)已知某种微生物燃料电池工作原理如图所示。下列有关该电池的说法中,正确的是
A. B极为原电池的负极
B. 溶液中由B极区移向A极区
C. 电池工作一段时间后B极区溶液的pH减小
D. A极电极反应式为:
【答案】D
【解析】A.B极上得电子生成,发生还原反应,为原电池正极,A错误;
B.原电池中阳离子向正极移动,应由A极区移向B极区,B错误;
C.B极电极反应为,消耗,溶液增大,C错误;
D.A极上失电子发生氧化反应生成,题给电极反应式配平合理,D正确;
故答案选D。
8.(2025-2026高二上·北京市第十五中学·期中)在通风橱中进行下列实验:
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止
Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡
下列说法不正确的是
A. Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2=2NO2
B. Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜,阻止Fe进一步反应
C. 对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D. 针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
【答案】C
【解析】I中铁和稀硝酸生成一氧化氮,一氧化氮遇空气生成二氧化氮;Ⅱ中Fe遇浓硝酸钝化,表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应,所以产生少量红棕色气泡后,迅速停止;Ⅲ中构成原电池,Fe作为负极,且Fe与浓硝酸直接接触,会产生少量二氧化氮,Cu作为正极,发生得电子的反应,生成二氧化氮。
【解析】
A.I中铁和稀硝酸生成一氧化氮,一氧化氮遇空气生成二氧化氮,化学方程式为: 2NO+O2=2NO2,A正确;
B.常温下,Fe遇浓硝酸易钝化,表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应,B正确;
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,实验Ⅱ反应停止是因为发生了钝化,不能用来比较浓HNO3和稀HNO3的氧化性强弱,物质氧化性强弱只能通过比较物质得电子能力强弱来分析,C错误;
D.Ⅲ中构成原电池,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否持续被氧化,D正确;
故选C。
9.(2025-2026高二上·北京三十五中·期中)利用下图装置进行实验,先闭合K1,一段时间后,打开K1并闭合K2,电流表指针偏转。
下列说法正确的是
A. 闭合K1,两极均产生气泡,a极附近溶液变红
B. 闭合K1,移向b极
C. 闭合K2,a极上的反应为:
D. 闭合K2时,电路中转移电子数与b极消耗气体分子个数之比为1:2
【答案】B
【解析】闭合K1,为电解池,a为阳极,产生氧气,b为阴极,产生氢气,然后闭合K2,则为原电池,a为正极,b为负极,据此答题。
【解析】
A.闭合K1,两极均产生气泡,a为阳极,发生反应:,呈酸性,酚酞不会变红,A错误;
B.闭合K1,b为阴极,移向b极,B正确;
C.闭合K2,a为正极,a极上的反应为:,C错误;
D.闭合K2时,b极发生反应:,电路中转移电子数与b极消耗气体分子个数之比为2:1,D错误;
故答案选B。
10.(2025-2026高二上·北京市第一六六中学·期中)下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是
A
B
C
D
风力发电
水果电池
燃料燃烧
手机充电
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】A.风力发电把风能转化为电能,故不选A;
B.水果电池属于原电池,把化学能转化为电能,故选B;
C.燃料燃烧把化学能转化为热能、光能等,故不选C;
D.手机充电把电能转化为化学能,故不选D;
选B。
11.(2025-2026高二上·北京市第十二中学·期中)某同学研究溶液和溶液的反应,设计如下对比实验(盐桥为离子导体,连通电路)。
实验
现象
连通电路后,电流表指针向右偏转,分别取反应前和反应一段时间后甲烧杯中的溶液,滴加KSCN溶液,前者几乎无色,后者显红色
连通电路后,电流表指针向左发生微小的偏转,丙、丁烧杯中均无明显现象
下列说法正确的是
A. 仅由I中的现象可推知的氧化性强于
B. Ⅱ中电流表指针向左偏转的原因是氧化了银电极
C. Ⅱ中若将银电极换成石墨电极,电流表指针可能不再向左偏转
D. 对比Ⅰ、Ⅱ可知,I中氧化了
【答案】C
【解析】由实验I可知甲烧杯溶液在反应后生成,电子由石墨电极流向银电极,则石墨电极为负极,银电极为正极,负极发生反应:;由实验II可知,银电极为负极,石墨电极为正极,负极发生反应:。
【解析】
A.仅由I中现象不知是还是氧化了,故不能说明 的氧化性强于,A错误;
B.由金属活动性顺序知,不能氧化,B错误;
C.Ⅱ中若将银电极换成石墨电极,则装置两电极均为石墨,无法构成有稳定电势差的原电池,电流表指针可能不再偏转,C正确;
D.对比I、II可知,的环境下不能氧化,I中 氧化了,D错误;
故选C。
12.(2025-2026高二上·北京十四中·期中)我国科技工作者设计了如图所示的可充电电池,以为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺()以捕获,使放电时还原产物为。该设计克服了导电性差和释放能力差的障碍,同时改善了的溶剂化环境,提高了电池充放电循环性能。
下列说法错误的是
A. 放电时,电池总反应为
B. 充电时,多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C. 充电时,电子由电极流向阳极,向阴极迁移
D. 放电时,每转移电子,理论上可转化
【答案】C
【解析】放电时CO2转化为MgC2O4,碳元素化合价由+4价降低为+3价,发生还原反应,所以放电时,多孔碳纳米管电极为正极,电极方程式为:、电极为负极,电极方程式为:,则充电时多孔碳纳米管电极为阳极,电极方程式为:、电极为阴极,电极方程式为:。
【解析】
A.根据以上分析,放电时正极反应式为、负极反应式为,将放电时正、负电极反应式相加,可得放电时电池总反应:,故A正确;
B.充电时,多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应,则多孔碳纳米管在充电时是阳极,与电源正极连接,故B正确;
C.充电时,电极为阴极,电子从电源负极经外电路流向电极,同时向阴极迁移,故C错误;
D.根据放电时的电极反应式可知,每转移电子,有参与反应,因此每转移电子,理论上可转化,故D正确;
故选C。
考点02 新型电池
1.(2025-2026高二上·北京五中·期中)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法正确的是
A. 石墨作电池的负极材料
B. 电池工作时,向负极方向移动
C. 发生氧化反应
D. 锌筒发生的电极反应为
【答案】D
【解析】A.酸性锌锰干电池,锌筒为负极,石墨电极为正极,故A错误;
B.原电池工作时,阳离子向正极(石墨电极)方向移动,故B错误;
C.发生得电子的还原反应,故C错误;
D.锌筒为负极,负极发生失电子的氧化反应,故D正确;
故选D。
2.(2025-2026高二上·北京三十五中·期中)碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品。图1、图2分别为碱性锌锰电池和普通锌锰电池的构造图。其总反应分别为:Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnO(OH) + Zn(OH)2、Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH)。下列关于两种电池的说法中,不正确的是
A. 工作时,电子都由Zn流出 B. 两种电池中都是MnO2被还原
C. 工作时,KOH不参与电极反应 D. 碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能更好
【答案】C
【解析】由总反应可知,碱性锌锰电池:负极上Zn被氧化生成Zn(OH)2,正极上MnO2被还原生成MnO(OH);普通锌锰电池:负极上Zn被氧化生成Zn(NH3)2Cl2,正极上MnO2被还原生成MnO(OH),据此解答。
【解析】
A.两种电池都是Zn一端作负极,电子由负极流出,则工作时,电子都由Zn流出,A正确;
B.两种电池的正极都是MnO2被还原生成MnO(OH),B正确;
C.碱性锌锰电池工作时,负极上Zn被氧化生成Zn(OH)2,其电极反应式为:,则KOH参与电极反应,C错误;
D.普通干电池电解质为酸性,易被腐蚀、发生自放电,碱性锌锰电池不易发生自放电,则碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能更好,D正确;
故选C。
3.(2025-2026高二上·北京景山学校·期中)最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2,同时产生电能,其原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A. 氧化银电极上的反应为Ag2O+2e-=2Ag+O2-
B. 石墨电极上的反应为C6H12O6+6H2O+24e-=6CO2↑+24H+
C. 转移4mol电子,氧化银电极产生22.4L CO2气体(标准状况)
D. 30g C6H12O6参与反应,有4mol H+经质子交换膜进入正极区
【答案】D
【解析】A.C6H12O6在微生物作用下转化为CO2和H2O,C6H12O6被氧化,即石墨电极为负极,氧化银电极为正极,Ag2O发生得电子的还原反应,电极反应式为Ag2O+2H++2e-=2Ag+H2O,故A错误;
B.石墨电极为负极,C6H12O6在负极发生失电子的氧化反应:C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+,故B错误;
C.根据负极的电极反应式可知,每转移4mol电子,石墨电极产生22.4L CO2(标准状况),故C错误;
D.30g C6H12O6的物质的量为,根据负极的电极反应式可知,有4mol H+经质子交换膜进入正极区,故D正确;
答案选D。
4.(2025-2026高二上·北京市第四中学·期中)碱性锌锰干电池的结构示意图如下图。该电池放电时发生反应:。下列说法正确的是
A. Zn发生还原反应
B. 正极发生反应
C. 电池工作时向正极方向移动
D. 理论上,每转移0.1mol电子,有8.8gMnOOH生成
【答案】D
【解析】碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH,负极为锌失电子,发生氧化反应,正极为二氧化锰,发生还原反应,电极反应式为:MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,据此分析。
【解析】
A.负极是金属锌,失电子,发生氧化反应,故A错误;
B.正极上得电子,发生还原反应,所以正极的电极反应式为:MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,故B错误;
C.电池工作时,阴离子向负极移动,则OH-通过向负极移动,故C错误;
D.反应中锰元素的化合价由+4价降低到+3价,则每转移0.1mol电子,有0.1mol×88g/mol=8.8gMnOOH生成,故D正确;
故选:D。
5.(2025-2026高二上·北京市第四中学·期中)一种锂离子电池[电极材料分别为嵌锂石墨,钴酸锂]某时段的工作原理如下。
下列说法正确的是
A. 图示中的电池处于充电状态
B. 放电时,嵌锂石墨作正极
C. 充电时,阴极发生的反应为
D. 充电时,钴元素失去电子的数目大于脱出的锂离子数目
【答案】C
【解析】放电时,LixCy原电池的负极,LixCy在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和碳,电极反应式为LixCy-xe-=Cy+xLi+,Li(1-x)CoO2为正极,在锂离子作用下,Li(1-x)CoO2在正极得到电子发生还原反应生成LiCoO2,电极反应式为Li(1-x)CoO2+xLi++xe—=LiCoO2;充电时,LixCy与直流电源的负极相连,做电解池的阴极,Li(1-x)CoO2与正极相连,做阳极。
【解析】
A.图示Li+嵌入Li(1-x)CoO2电极,由分析可知,发生的反应是Li(1-x)CoO2+xLi++xe—=LiCoO2,是原电池正极的反应,则电池处于放电状态,A错误;
B.由分析可知,放电时,嵌锂石墨作负极,B错误;
C.充电时,阴极的反应与原电池负极的反应相反,为,C正确;
D.充电时,阳极的反应为LiCoO2-xe—=Li(1-x)CoO2+xLi+,钴元素失去电子的数目与脱出的锂离子数目相等,D错误;
故选C。
6.(2025-2026高二上·北京育英中学·期中)我国科学家设计可同时实现H2制备和海水淡化的新型电池,装置示意图如图。
下列说法不正确的是
A. 电极a是正极
B. 电极b的反应式:N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
C. 每生成1molN2,有2molNaCl发生迁移
D. 离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜
【答案】C
【解析】该装置为原电池,电极a上氢离子得电子生成氢气,则a为正极,电极反应为2H++2e-=H2↑,电极b上,N2H4在碱性条件下失去电子生成N2,b为负极,电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O,根据电解池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,则钠离子经c移向左侧(a),氯离子经d移向右侧(b),c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜,据此解答。
【解析】
A.根据分析,电极a是正极,A正确;
B.根据分析,电极b的反应式:N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O,B正确;
C.根据N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O,每生成1molN2,转移4mol电子,根据电荷守恒,有4molNaCl发生迁移,C错误;
D.根据分析,离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜,D正确;
故选C。
7.(2025-2026高二上·北京五中·期中)硅锰原电池是一种新型电池,因其供电稳定,储存量丰富而备受关注。硅锰原电池工作原理如图所示。该电池工作时,下列说法不正确的是
A. 电子由Si@C电极通过导线流向电极
B. 正极反应为
C. 电路中每转移电子,负极材料的质量增加
D. 电池工作一段时间后,正极区溶液的增大
【答案】C
【解析】由图可知,Si转化为SiO2,Si元素化合价升高,失去电子,为负极,MnO2转化为Mn2+,Mn元素化合价降低,得到电子,为正极,存在质子交换膜,说明是在酸性条件下,则负极反应式为,正极反应式为,据此分析解答。
【解析】
A.由分析知,Si@C电极为负极,电极为正极,则电子由Si@C电极通过导线流向电极,A正确;
B.由分析知,正极反应为,B正确;
C.由分析知,负极反应式为,电路中每转移电子,负极上Si转变为SiO2,则负极材料的质量增加,故电路中每转移电子,负极材料的质量增加,C错误;
D.放电过程中,负极区每转移2mol电子,生成2mol H+并移向正极区,正极的电极反应式为,正极区每转移2mole-,消耗4mol H+,故溶液pH增大,D正确;
故选C。
8.(2025-2026高二上·北京房山·期中)铅蓄电池的结构示意图如图。下列关于铅蓄电池的说法不正确的是
A. 放电时,Pb作正极
B. 放电时,向正极方向移动
C. 充电时,铅蓄电池负极连接电源负极
D. 充电时,阳极反应为
【答案】A
【解析】放电时,负极发生氧化反应,电极反应,正极发生还原反应,根据Pb元素化合价的变化,可知Pb作原电池的负极,PbO2作原电池的正极,电极反应;充电时,阴极发生还原反应,电极反应,PbSO4被还原为Pb,阳极发生氧化反应,PbSO4被氧化为PbO2,电极反应:,据此分析;
【解析】
A.放电时,为原电池原理,PbO2发生还原反应,作正极,A错误;
B.放电时,阳离子向正极移动,故H+向正极方向移动,B正确;
C.充电时,为电解池原理,铅蓄电池负极应连接电源负极,C正确;
D.充电时,阳极发生氧化反应,PbSO4失电子生成PbO2,电极反应式,D正确;
故选A。
考点03 燃料电池
1.(2025-2026高二上·北京育英中学·期中)目前我国已成功将氢氧燃料电池应用于新能源公交汽车中,氢氧燃料电池的反应原理如图。下列说法不正确的是
A. 氢氧燃料电池是环保电池
B. 该电池工作时电子从电极b移向电极a
C. 该电池总反应为
D. 若离子导体选择稀硫酸溶液,则a极反应方程式为
【答案】B
【解析】氢氧燃料电池的反应物为H2、O2,产物为水。总反应式为,氢气失电子在负极发生失电子的氧化反应。
【解析】
A.氢氧燃料电池的反应物为H2、O2,产物为水,不污染环境,则氢氧燃料电池是环保电池,A正确;
B.电池工作时电子从负极移向正极,氢气在负极发生失电子的氧化反应,电极a为负极,该电池工作时电子从电极a移向电极b, B错误;
C.氢氧燃料电池的反应物为H2、O2,产物为水,总反应式为,C正确;
D.若离子导体选择稀硫酸溶液,则负极上氢气失电子生成氢离子,负极反应式为,D正确;
故选B。
2.(2025-2026高二上·北京昌平第一中学·期中)下图是载人航天器舱内利用氢氧燃料电池进行二氧化碳浓缩富集的装置。下列说法不正确的是
A. 该装置工作时将化学能转化成电能
B. a极为电池的负极
C. b极上得电子
D. 生成高浓度的电极反应式:
【答案】C
【解析】氢氧燃料电池中通入氢气的为负极,通入空气的为正极,进行二氧化碳浓缩富集。据此分析解答。
【解析】
A.氢氧燃料电池为原电池,工作时化学能转化成了电能,A正确;
B.氢氧燃料电池中通入氢气的为负极,通入空气的为正极,因此a是负极,b是正极,B正确;
C.b是正极,正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子,电极反应式为,而不是得电子,C错误;
D.在原电池中,阴离子向负极移动,失电子后和碳酸根反应生成水和二氧化碳。因此,D正确;
故选C。
本题的易错点和难点为CD,要注意根据题意“二氧化碳浓缩富集”结合电解质溶液为碳酸盐的水溶液书写电极反应式,该装置中负极的电极反应式为,因此总反应为,与氢氧燃料电池相吻合。
3.(2025-2026高二上·北京市第十二中学·期中)直接燃料电池是一种新型化学电源,其工作原理如图所示。电池放电时,下列说法不正确的是
A. 电极Ⅰ为负极
B. 电极Ⅱ的反应式为:
C. 电池总反应为:
D. 该电池的设计利用了在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异
【答案】C
【解析】由K+向电极Ⅱ所在区域迁移可知,电极Ⅱ为正极发生还原反应,电极Ⅰ为负极发生氧化反应;正极电极反应式:,负极电极反应式:。
【解析】
A.电极Ⅰ为负极,A正确;
B.电极Ⅱ为正极发生还原反应:,B正确;
C.两极酸碱度不一样,氢离子和氢氧根离子不能电池总反应为:,C错误;
D.该电池的设计利用了在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异,D正确;
故选C。
4.(2025-2026高二上·北京市广渠门中学·期中)研究发现,在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 加入加快正极反应速率
B. 电池工作时正极区溶液的降低
C. 被完全氧化时有被还原
D. 负极反应为
【答案】B
【解析】该电池为乙醇的酸性燃料电池,通入乙醇的一极为负极,发生电极反应式为:,通氧气的一极为正极,由工作原理图可知,正极发生反应O2+4e-+4H+=2H2O,反应中未体现出HNO3,可知HNO3在正极起催化作用,据此分析解答。
【解析】
A.由分析可知,HNO3在正极起催化作用,加入HNO3可加快正极反应速率,A正确;
B.正极区HNO3被还原为NO,反应为+4H++3e-=NO+2H2O,该反应消耗H+,而且总反应中也消耗氢离子,所以H+浓度降低,pH升高,B错误;
C.1 mol 乙醇失去12 mol 电子(由负极反应可知),1 mol O2 得4 mol 电子,根据电子守恒,被完全氧化时有被还原,C正确;
D.负极乙醇氧化为CO2,酸性条件下电极反应为,D正确;
故选B。
5.(2025-2026高二上·北京房山·期中)用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池,重新取溶液并用图2装置按ⅰ→ⅳ顺序依次完成实验。
实验
电极Ⅰ
电极Ⅱ
电压/V
关系
ⅰ
石墨1
石墨2
a
a>d>c>b>0
ⅱ
石墨1
新石墨
b
ⅲ
新石墨
石墨2
c
ⅳ
石墨1
石墨2
d
下列分析不正确的是
A. a>0,说明ⅰ中形成原电池,反应为
B. b<d,是因为ⅱ中电极Ⅱ上缺少作为还原剂
C. c>0,说明ⅲ中电极Ⅰ上有发生反应
D. d>c,主要原因是电极Ⅱ上吸附的量不同
【答案】D
【解析】 按照图1电解Na2SO4溶液,石墨1为阳极,发生反应,石墨1中会吸附少量氧气;石墨2为阴极,发生反应,石墨2中会吸附少量氢气;图2中电极Ⅰ为正极,氧气发生还原反应,电极Ⅱ为负极。
【解析】
A.由分析可知,石墨1中会吸附少量氧气,石墨2中会吸附少量氢气,实验i会形成原电池,,反应为2H2+O2=2H2O,故A正确;
B.因为ii中电极Ⅱ为新石墨,不含有H2,缺少H2作为还原剂,故导致,故B正确;
C.图2中,电极Ⅰ发生还原反应,实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气,c>0,说明iii中电极I上有O2发生反应,故C正确;
D.实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同,是因为电极I上吸附的量:iv>iii,故D错误;
故答案选D。
6.(2025-2026高二上·北京丰台·期中)用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池,重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。
实验
电极I
电极Ⅱ
电压/V
关系
i
石墨1
石墨2
a
ii
石墨1
新石墨
b
iii
新石墨
石墨2
c
iv
石墨1
石墨2
d
下列分析不正确的是
A. ,说明实验i中形成原电池,反应为
B. ,是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂
C. ,说明iii中电极I上有发生反应
D. ,是因为电极II上吸附的量:iv>iii
【答案】D
【解析】按照图1电解溶液,石墨1为阳极,发生反应,石墨1中会吸附少量氧气;石墨2为阴极,发生反应,石墨2中会吸附少量氢气;图2中电极Ⅰ为正极,氧气发生还原反应,电极Ⅱ为负极。
【解析】
A.由分析可知,石墨1中会吸附少量氧气,石墨2中会吸附少量氢气,实验i会形成原电池,,反应为2H2+O2=2H2O,A正确;
B.因为ii中电极Ⅱ为新石墨,不含有H2,缺少作为还原剂,故导致,B正确;
C.图2中,电极Ⅰ发生还原反应,实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气,c>0,说明iii中电极I上有发生反应,C正确;
D.实验iii与实验iv的主要区别在于电极I不同,实验iv中石墨1电极上吸附氧气的量远大于实验iii中的新石墨电极,使得实验iv电压大于实验iii,由于实验iv在实验iii之后进行,故电极II上吸附氢气的量iv<iii,D错误;
故选D。
试卷第1页,共3页
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专题09 原电池
3大高频考点
考点01 原电池原理及其应用
考点02 新型电池
考点03 燃料电池
考点01 原电池原理及其应用
1.(2025-2026高二上·北京市第十五中学·期中)锌铜原电池装置如图,下列说法不正确的是
A. 锌电极上发生氧化反应
B. 盐桥中的移向溶液
C. 电子从锌片经电流计流向铜片
D. 铜电极上发生反应:
2.(2025-2026高二上·北京市海淀实验中学·期中)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示。电池的总反应为:。该电池工作时,下列说法不正确的是
A. 电子由VB2电极经外电路流向复合碳电极
B. 正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C. VB2电极发生反应:
D. 若有0.224L(标准状况)O2参与反应,有0.04molOH﹣通过阴离子交换膜移到负极
3.(2025-2026高二上·北京三十五中·期中)锌铜原电池装置如图,下列说法不正确的是
A. 锌电极上发生氧化反应 B. 电子从锌片经电流计流向铜片
C. 盐桥中Cl-向正极移动 D. 铜电极上发生反应:Cu2++2e- =Cu
4.(2025-2026高二上·北京房山·期中)铜锌原电池的装置如下图,下列说法正确的是
A. Cu是负极材料
B. 正极发生氧化反应
C. Zn电极上发生反应
D. 盐桥的作用是传导电子
5.(2025-2026高二上·北京市第一零一中学·期中)下列我国科技创新的产品设备在工作时,由化学能转变成电能的是
A.世界首部可折叠柔屏手机通话
B.嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板
C.和谐号动车以350km/h飞驰
D.长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料
A. A B. B C. C D. D
6.(2025-2026高二上·北京市第一零一中学·期中)如图为锌铜原电池装置图,下列说法不正确的是
A. 该装置能将化学能转化为电能
B. 该装置的总反应为:
C. 一段时间后,A池带正电荷,B池带负电荷
D. 原电池工作过程中,盐桥中的进入B池
7.(2025-2026高二上·北京市第一零一中学·期中)已知某种微生物燃料电池工作原理如图所示。下列有关该电池的说法中,正确的是
A. B极为原电池的负极
B. 溶液中由B极区移向A极区
C. 电池工作一段时间后B极区溶液的pH减小
D. A极电极反应式为:
8.(2025-2026高二上·北京市第十五中学·期中)在通风橱中进行下列实验:
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止
Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡
下列说法不正确的是
A. Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2=2NO2
B. Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜,阻止Fe进一步反应
C. 对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D. 针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
9.(2025-2026高二上·北京三十五中·期中)利用下图装置进行实验,先闭合K1,一段时间后,打开K1并闭合K2,电流表指针偏转。
下列说法正确的是
A. 闭合K1,两极均产生气泡,a极附近溶液变红
B. 闭合K1,移向b极
C. 闭合K2,a极上的反应为:
D. 闭合K2时,电路中转移电子数与b极消耗气体分子个数之比为1:2
10.(2025-2026高二上·北京市第一六六中学·期中)下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是
A
B
C
D
风力发电
水果电池
燃料燃烧
手机充电
A. A B. B C. C D. D
11.(2025-2026高二上·北京市第十二中学·期中)某同学研究溶液和溶液的反应,设计如下对比实验(盐桥为离子导体,连通电路)。
实验
现象
连通电路后,电流表指针向右偏转,分别取反应前和反应一段时间后甲烧杯中的溶液,滴加KSCN溶液,前者几乎无色,后者显红色
连通电路后,电流表指针向左发生微小的偏转,丙、丁烧杯中均无明显现象
下列说法正确的是
A. 仅由I中的现象可推知的氧化性强于
B. Ⅱ中电流表指针向左偏转的原因是氧化了银电极
C. Ⅱ中若将银电极换成石墨电极,电流表指针可能不再向左偏转
D. 对比Ⅰ、Ⅱ可知,I中氧化了
12.(2025-2026高二上·北京十四中·期中)我国科技工作者设计了如图所示的可充电电池,以为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺()以捕获,使放电时还原产物为。该设计克服了导电性差和释放能力差的障碍,同时改善了的溶剂化环境,提高了电池充放电循环性能。
下列说法错误的是
A. 放电时,电池总反应为
B. 充电时,多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C. 充电时,电子由电极流向阳极,向阴极迁移
D. 放电时,每转移电子,理论上可转化
考点02 新型电池
1.(2025-2026高二上·北京五中·期中)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法正确的是
A. 石墨作电池的负极材料
B. 电池工作时,向负极方向移动
C. 发生氧化反应
D. 锌筒发生的电极反应为
2.(2025-2026高二上·北京三十五中·期中)碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品。图1、图2分别为碱性锌锰电池和普通锌锰电池的构造图。其总反应分别为:Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnO(OH) + Zn(OH)2、Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH)。下列关于两种电池的说法中,不正确的是
A. 工作时,电子都由Zn流出 B. 两种电池中都是MnO2被还原
C. 工作时,KOH不参与电极反应 D. 碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能更好
3.(2025-2026高二上·北京景山学校·期中)最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2,同时产生电能,其原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A. 氧化银电极上的反应为Ag2O+2e-=2Ag+O2-
B. 石墨电极上的反应为C6H12O6+6H2O+24e-=6CO2↑+24H+
C. 转移4mol电子,氧化银电极产生22.4L CO2气体(标准状况)
D. 30g C6H12O6参与反应,有4mol H+经质子交换膜进入正极区
4.(2025-2026高二上·北京市第四中学·期中)碱性锌锰干电池的结构示意图如下图。该电池放电时发生反应:。下列说法正确的是
A. Zn发生还原反应
B. 正极发生反应
C. 电池工作时向正极方向移动
D. 理论上,每转移0.1mol电子,有8.8gMnOOH生成
5.(2025-2026高二上·北京市第四中学·期中)一种锂离子电池[电极材料分别为嵌锂石墨,钴酸锂]某时段的工作原理如下。
下列说法正确的是
A. 图示中的电池处于充电状态
B. 放电时,嵌锂石墨作正极
C. 充电时,阴极发生的反应为
D. 充电时,钴元素失去电子的数目大于脱出的锂离子数目
6.(2025-2026高二上·北京育英中学·期中)我国科学家设计可同时实现H2制备和海水淡化的新型电池,装置示意图如图。
下列说法不正确的是
A. 电极a是正极
B. 电极b的反应式:N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
C. 每生成1molN2,有2molNaCl发生迁移
D. 离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜
7.(2025-2026高二上·北京五中·期中)硅锰原电池是一种新型电池,因其供电稳定,储存量丰富而备受关注。硅锰原电池工作原理如图所示。该电池工作时,下列说法不正确的是
A. 电子由Si@C电极通过导线流向电极
B. 正极反应为
C. 电路中每转移电子,负极材料的质量增加
D. 电池工作一段时间后,正极区溶液的增大
8.(2025-2026高二上·北京房山·期中)铅蓄电池的结构示意图如图。下列关于铅蓄电池的说法不正确的是
A. 放电时,Pb作正极
B. 放电时,向正极方向移动
C. 充电时,铅蓄电池负极连接电源负极
D. 充电时,阳极反应为
考点03 燃料电池
1.(2025-2026高二上·北京育英中学·期中)目前我国已成功将氢氧燃料电池应用于新能源公交汽车中,氢氧燃料电池的反应原理如图。下列说法不正确的是
A. 氢氧燃料电池是环保电池
B. 该电池工作时电子从电极b移向电极a
C. 该电池总反应为
D. 若离子导体选择稀硫酸溶液,则a极反应方程式为
2.(2025-2026高二上·北京昌平第一中学·期中)下图是载人航天器舱内利用氢氧燃料电池进行二氧化碳浓缩富集的装置。下列说法不正确的是
A. 该装置工作时将化学能转化成电能
B. a极为电池的负极
C. b极上得电子
D. 生成高浓度的电极反应式:
3.(2025-2026高二上·北京市第十二中学·期中)直接燃料电池是一种新型化学电源,其工作原理如图所示。电池放电时,下列说法不正确的是
A. 电极Ⅰ为负极
B. 电极Ⅱ的反应式为:
C. 电池总反应为:
D. 该电池的设计利用了在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异
4.(2025-2026高二上·北京市广渠门中学·期中)研究发现,在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 加入加快正极反应速率
B. 电池工作时正极区溶液的降低
C. 被完全氧化时有被还原
D. 负极反应为
5.(2025-2026高二上·北京房山·期中)用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池,重新取溶液并用图2装置按ⅰ→ⅳ顺序依次完成实验。
实验
电极Ⅰ
电极Ⅱ
电压/V
关系
ⅰ
石墨1
石墨2
a
a>d>c>b>0
ⅱ
石墨1
新石墨
b
ⅲ
新石墨
石墨2
c
ⅳ
石墨1
石墨2
d
下列分析不正确的是
A. a>0,说明ⅰ中形成原电池,反应为
B. b<d,是因为ⅱ中电极Ⅱ上缺少作为还原剂
C. c>0,说明ⅲ中电极Ⅰ上有发生反应
D. d>c,主要原因是电极Ⅱ上吸附的量不同
6.(2025-2026高二上·北京丰台·期中)用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池,重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。
实验
电极I
电极Ⅱ
电压/V
关系
i
石墨1
石墨2
a
ii
石墨1
新石墨
b
iii
新石墨
石墨2
c
iv
石墨1
石墨2
d
下列分析不正确的是
A. ,说明实验i中形成原电池,反应为
B. ,是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂
C. ,说明iii中电极I上有发生反应
D. ,是因为电极II上吸附的量:iv>iii
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